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热学 课程教学大纲 课程名称所属专业课程性质课程简介、目标与任务 “普通物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想“和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。” “热学”课程在物理类专业一年级第二学期开设。通过“热学”课程的学习，使学生认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法，深刻地理解热运动的本质，较为系统地掌握热力学、气体动理论和物性学的基础知识，能独立解决今后学习中遇到的一般热学问题，为进一步学习电磁学、原子物理学、理论物理热力学和统计物理等后续课程打下良好的基础。 教材：《热学》（第二版），李椿等编，高等教育出版社，2008 主要参考书： 1. 《热学》（第二版）习题分析与解答，宋峰 常树人编，高等教育出版社，2010 2. 《热学》（第二版） 常树人编，南开大学出版社，2009 2.《热学教程》，包科达编，科学出版社，2007 3. 《热学》（第二版），张玉民编，科学出版社，2006 4. 《新概念物理教程·热学》（第二版），赵凯华等编，高等教育出版社，2005 5. 《普通物理学教程·热学》（第二版），秦允豪编，高等教育出版社，2004 6. 《热学》（第二版），李洪芳编，高等教育出版社，2001 二、课程内容与安排 绪论(1学时) 第一节 热学研究的对象和方法 第二节 热学发展简述 主要内容: 热学研究的对象 热现象 热运动 热力学 统计物理学 气体动理学理论 物性学 热学研究的方法 宏观量 微观量 宏观量与微观量的关系 热学发展简史 热学常用物理量的符号 热学常用物理量的单位 基本物理常量 基本物理常量的国际推荐值 物理量的数量级 物质世界的层次 分子的典型数据 热学课程的特点 【掌握】： 【了解】 分子的典型数据 物质世界的层次 【难点】 【重点掌握】： 【掌握】： 阿伏伽德罗定律 普适气体常量 阿伏伽德罗常量 玻尔兹曼常量 洛施密特常量 道尔顿分压定律 混合理想气体的物态方程 【了解】： 昂内斯方程 【难点】：b 范德瓦耳斯常量a 范德瓦耳斯气体的压强 范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强 范德瓦耳斯方程的适用范围 范德瓦耳斯气体的摩尔体积 【重点掌握】：【掌握】：【了解】：b 范德瓦耳斯常量a 范德瓦耳斯方程的适用范围 【一般了解】： 【难点】： 麦克斯韦速度分布曲线的特征 麦克斯韦速度分布函数的约化形式 速度空间 麦克斯韦速度分布函数与麦克斯韦速率分布函数的关系 麦克斯韦速度分布函数的定义域 气体分子速度分量的最概然值、平均值和方均根值 分子通量公式 泻流 分子束 泻流存在的条件 麦克斯韦发射分布 麦克斯韦发射分布的约化形式 麦克斯韦速率分布律的实验验证 密勒和库士实验 葛正权实验 等温大气 等温气压公式 气压计和高度计 玻尔兹曼分布律 重力场中微拉按高度的分布 阿伏伽德罗常量的测定 大气标高 大气粒子总数 大气的温度结构 标准大气 负绝对温度 自由度 分子运动的自由度 分子的平动自由度 分子的转动自由度 分子的振动自由度 刚性分子和非刚性分子的自由度 线形分子和非线形分子的自由度 能量均分定理 理想气体的内能 理想气体热容的经典理论 能量均分定理的应用限度 量子理论对气体热容量的解释 【重点掌握】： 【掌握】： 等温气压公式 重力场中微拉按高度的分布 分子运动的自由度 理想气体的内能 理想气体热容的经典理论 【了解】： 【一般了解】： 【难点】： 玻尔兹曼分布律的统计意义及应用 第四章 气体内的输运过程（5学时） 第一节 气体分子的平均自由程 第二节 输运过程的宏观规律 第三节 输运过程的微观规律 主要内容： 气体分子的碰撞频率 气体分子的碰撞截面 气体分子的平均自由程 气体分子的平均相对速率与平均速率的关系 分子的自由程分布函数 穿过指定截面的分子的平均自由程 分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离 黏性现象 牛顿黏性定律 黏度系数 黏性现象的微观解释 热传导现象 傅里叶定律 热导率 热传导现象的微观解释 热传导与电传导 扩散现象 菲克定律 扩散系数 扩散现象的微观解释 黏度系数、热导率、扩散系数与压强的关系 黏度系数、热导率、扩散系数与温度的关系 黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系 黏度系数、热导率、扩散系数的数量级 低压下气体的黏性现象 低压下气体的热传导现象 容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定 估算分子有效直径的方法的比较 分子热运